是一種感應(yīng)電機(jī),它的工作原理是利用電路,將直流電變成分時供電的,多相時序控制電流,用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電,步進(jìn)電機(jī)才能正常工作,驅(qū)動器就是為步進(jìn)電機(jī)分時供電的,多相時序控制器
雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用,但步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī),交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事,它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計算機(jī)等許多專業(yè)知識。
步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件,是的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增,在各個國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。
步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點講:當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(即步進(jìn)角)。您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。
步進(jìn)電機(jī)的主要特點
1.一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%,且不累積。
2.步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。
步進(jìn)電機(jī)溫度過高首先會使電機(jī)的磁性材料退磁,從而導(dǎo)致力矩下降乃至于失步,因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點;一般來講,磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上,有的甚至高達(dá)攝氏200度以上,所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。 3.步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。
步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時,電機(jī)各相繞組的電感將形成一個反向電動勢;頻率越高,反向電動勢越大。在它的作用下,電機(jī)隨頻率(或速度)的增大而相電流減小,從而導(dǎo)致力矩下降。
4.步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運轉(zhuǎn),但若高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲。
步進(jìn)電機(jī)有一個技術(shù)參數(shù):空載啟動頻率,即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率,如果脈沖頻率高于該值,電機(jī)不能正常啟動,可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下,啟動頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)達(dá)到高速轉(zhuǎn)動,脈沖頻率應(yīng)該有加速過程,即啟動頻率較低,然后按一定加速度升到所希望的高頻(電機(jī)轉(zhuǎn)速從低速升到高速)。
5 步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動才可以運轉(zhuǎn), 驅(qū)動信號必須為脈沖信號,沒有脈沖的時候, 步進(jìn)電機(jī)靜止,如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號,就會以一定的角度(稱為步角)轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的速度和脈沖的頻率成正比。
6 三相步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度為7.5 度,一圈360度, 需要48個脈沖完成。
7 步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動和急速停止的優(yōu)越特性。
8 改變脈沖的順序,可以方便的改變轉(zhuǎn)動的方向。因此,目前打印機(jī),繪圖儀,機(jī)器人,等等設(shè)備都以步進(jìn)電機(jī)為動力核心。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的特點
(1)構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器系統(tǒng)的專用:
a、脈沖分配器集成電路:如三洋公司的pmm8713、pmm8723、pmm8714等。
b、包含脈沖分配器和電流斬波的控制器集成電路:如sgs公司的l297、l6506等。
c、只含功率驅(qū)動(或包含電流控制、保護(hù)電路)的驅(qū)動器集成電路:如日本新電元工業(yè)公司的mtd1110(四相斬波驅(qū)動)和mtd2001(兩相、h橋、斬波驅(qū)動)。
d、將脈沖分配器、功率驅(qū)動、電流控制和保護(hù)電路都包括在內(nèi)的驅(qū)動控制器集成電路,如東芝公司的tb6560ahq、motorola公司的saa1042(四相)和allegro公司的ucn5804(四相)等。
(2)“細(xì)分驅(qū)動”概述:將“電機(jī)固有步距角”細(xì)分成若干小步的驅(qū)動方法,稱為細(xì)分驅(qū)動,細(xì)分是通過驅(qū)動器精確控制步進(jìn)電機(jī)的相電流實現(xiàn)的,與電機(jī)本身無關(guān)。其原理是,讓定子通電相電流并不一次升到位,而斷電相電流并不一次降為0(繞組電流波形不再是近似方波,而是n級近似階梯波),則定子繞組電流所產(chǎn)生的磁場合力,會使轉(zhuǎn)子有n個新的平衡位置(形成n個步距角)。











